1、导流方法施工导流的方法一般可分为分段围堰导流和全段围堰导流两种。
1.1 分段围堰导流法分段围堰导流法就是用围堰将水工建筑物分段、分期围护起来进行施工的方法。就是两段两期导流的例子,首先在右岸进行第一期围堰的施工,河水从左岸已变窄的河床中宣泄。
施工时先做好一期的上、下游横向围堰及纵向围堰,使右岸形成一个可进行主体工程施工的封闭区段。然后在右岸浇注混凝土坝体,并在坝体内留出过水底儿或过水缺口。右岸坝体挠到一定的高程后,开始做二期上、下游横向围堰,在二期围堰内进行坝体左侧部分的施工。此时,河床中的水从右岸坝体中预留的孔口或缺口中通过。
分段围堰法导流一般适用于河床宽、流量大、施工邦较长的工程,我国一些大型水利水电工程如新安江、三广峡、丹江口等水利枢纽都采用了这种方法。
1.2 全段围堰导流法全段围堰导流法,就是在河床主体工程位置的上、T游各建一座拦河围堰,使河水经河床以外的临时泄水辽或永久泄水建筑物下泄,在主体工程建成或接近建成时再将临时泄水建筑物封堵。这种导流方法的泄水道有以下几种类型:
1.2.1 隧洞导流隧洞导流在山区河流上运用最为普遍,在河谷地形地质合适的某一侧预先开挖一条导流隧洞,开挖隧洞同时在一岸或两岸填筑围堰,一般以土石围堰为主,围要做防渗处理。如果覆盖层较浅,可以把围堰的基础直接开挖到基岩上;如果覆盖层较厚,可用灌浆或做临时的混凝土防渗墙对覆盖层进行防渗。
当隧洞开挖完成后,如果是临时过水,而岩石又较完整时,隧洞可不做衬砌。如果岩石较破碎,可做衬砌或做混凝土喷浆保护。这些处理工作完成后,最后合拢围堰,使水流从导流隧洞中泄向下游。
1.2.2 导流明渠在河岸或河滩边开挖渠道,河水通过渠道下泄。如果主体工程是土坝,则需要将封堵明渠后的泄水建筑物做好,如输水隧洞、发电洞或河岸溢洪道。
1.2.3 涵管导流涵管导流一般在修筑土坝、堆石坝等工程中采用。涵管一般用钢筋混凝土管,钢筋混凝土管可以是现场浇注,也可以是预制安装,但一定要做在可靠的基础上(如放在岩石基础上);如果是放在覆盖层上,则必须经过严格的处理,并做好涵管分段的接头,接头处要做好止水,及外部的防渗与反滤。
2、施工导流的设计标准施工导流的设计标准简称导流标准,它是确定施工导流设计流量的依据。我国规定导流标准采用频率法,即根据河流水文特性及工程的具体条件,合理确定施工时段,按各施工时段相应频率的最大洪蜂流量进行设计。
导流标准的高低直接影响导流建筑物的工程量、造价和工期,如果标准定高了,导流设计流量就大,导流工程量也较大,从而延长工期,提高造价;反之设计流量就小,工程量也小。但当标准定得太低而来水较大时,就有可能危及施工的安全,一旦发生事故就要拖延工期,造成不应有的损失。所以在选择导流标准时,要认真分析河流的水文特性、导流建筑物的使命及其特点、工程各施工阶段与导流的矛盾,从实际出发,区别对待。如新安江水电站,其大坝属于一级建筑物,按当时规范的规定,其导流建筑物属4级,按全年20年一遇洪水设计,具体流量值为16000m/s,相应围堰高度达30m以上,围堰工程量太大。若将混凝土坝在一个枯水期浇筑出水面,利用坝体挡水,从而降低围堰高度,则因坝体方量太大,也难以实现。故最后采用枯水期20年一遇,最大流量为4600m/s作为围堰的设计值,同时将围堰改为溢流式,汛期容许淹没基坑,汛后进行排水后,继续施工。又如长江葛洲坝工程,按原规范规定,其临时导流建筑物均为4级,但考虑到二期围堰除保护二期基坑安全施工外,还担负望高上游水位以确保通航及第一期工程已建好的电站发电,根据分析论证的结果,将二期上游横向围堰及二期纵向围堰的上游纵向段,提高为二级临时建筑物设计,同时又考虑到二期上游横向围堰长年抵御高水位,故在堰顶的超高值上,又适当留有富裕,这些考虑都是合理的,经受了实践的检验。
3、施工导流方式由于水文、地形、地质、建筑物持点及施工方法不同,导流方式也不相同。按水利工程的修建过程,导流一般可分为两个阶段:第一阶段(初期)是修筑围堰与泄水建筑物,使水流绕过全部或部分拟建工程而宣泄;第二阶段(后期)是利用永久建筑物挡水,水流通过或绕过建成或即将建成的建筑物宣泄。
第一阶段的导流方式有一次断流和分期导流两种。
一次断流就是在河床上修筑围堰将河流一次截断,利用位于河床之外的泄水建筑物宣泄施工流量。这种方法对主体工程来说工作面大,同时可利用围堰沟通两岸交通,创造有利的施工条件;但需修筑临时泄水建筑物,推迟了主体工程的开工日期,对原河流的航运也有较大影响。一般用于河谷狭窄、流速大的山区河道及土石坝工程中。
分期导流是将河床建筑物分期分段建造,水流通过缩窄后的河床宣泄。一般是用围堰将河床建筑物分为两段,在第一期围堰保护下,先建造泄水建筑物或建造期限长而需及时发挥效益的建筑物(如电站厂房、船闸、灌溉取水系统等),此时应在建筑物内预留缺口(底孔或梳齿)以备宣泄二期施工流量。拆除第一期围堰后修建第二期围堰,在其保护下建造剩余部分的河床建筑物,而水流通过预留缺口宣泄。分期导流不需在河床以外另修其他临时泄水建筑物,对原河道通航也有利;但人为地把建筑物分段建造,使工作面减小。当河道流量大,河谷较宽且有足够的深湿河床,特别是河床中有岛屿或砂洲可资利用时,采用分期导流是有利的。由于混凝土坝允许坝身溢流,采用分期导流的可能性大大增加。二、第二阶段的导流方式第二期(后期)导流,可利用坝身内预留的临时性泄水底孔或梳齿来宣泄施工流量,待完建或坝体上升到一定高程后,用闸门封闭孔口,进行混凝土浇筑将其堵塞。为了便于裁流,底孔和梳齿的底部高程应设在裁流时期常水位以下。
由于水工建筑物工程量大,有时不可能在一个枯水期建成而需跨过几个汛期时,后期导流问题必须慎重解决。当地形条件允许时,可开挖临时边槽溢洪道,或利用永久溢洪道降低进口底槛(如暂不修进口溢流堰)来满足施工导流的要求。对于混凝土坝,也可采用过水围堰,汛期让坝顶过水,汛期过后再继续施工。
4、结束语
导流工程虽然称之为临时工程,但其重要性一点也不亚于主体工程,必须引起充分的重视。施工导流这一关键工程解决不好,将会影响到主体工程的施工,或造成主体工程施工的失败,或拖延工期,增加工程投资。施工导流就是对原河流各个时期的流水采取导、裁、拦、茁、泄等施工措施,为建筑物施工创造必要的条件,并尽可能少地影响国民经济各部门对用水的需要。